US-Labor läutet “neue Ära” in der Kernfusion ein

Bereits im Dezember 2022 stellten Wissenschaftler*innen des National Ignition Facility (NIF) einen Rekord auf: Sie führten eine Fusionsreaktion herbei, die mehr Energie freisetzte, als sie verbrauchte. Nature berichtet nun, dass es sich dabei um kein Zufallsergebnis handelte, sondern sich diese Fusionsreaktion wiederholen lässt. Aufgrund dieser zukunftsweisenden Ergebnisse will Joe Biden jetzt 3 neue Forschungszentren einrichten, in denen die Kernfusion weiterentwickelt wird.

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Starke Fusionsreaktion

Insgesamt führten die Wissenschaftler*innen auf dem Gelände vom Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Kalifornien zuletzt 6 Versuche durch. 4 davon bestätigten die ursprünglichen Ergebnisse. Die so entstandenen Fusionsreaktionen generierten mehr Druck und eine höhere Temperatur als im Inneren der Sonne.

Im Forschungszentrum NIF, das so groß ist wie ein Sportstadion, werden für die Fusionsreaktion 192 Laserstrahlen auf ein gefrorenes Pellet gefeuert. Dieses besteht aus den Wasserstoffisotopen Deuterium und Tritium und ist in einer Diamantkapsel sowie in einem Goldzylinder eingeschlossen. Werden die Laserstrahlen darauf gefeuert, kommt es zu einer Implosion. Dabei verschmelzen die Isotope, woraufhin Helium und große Mengen an Energie freigesetzt werden.

Heuer wichtige Fortschritte im NIF

Anfang Dezember 2022 erzeugten die Wissenschaftler*innen mit dieser Methode zum ersten Mal mehr Energie als die am Ende abgegebenen Laserstrahlen – um ca. 54 Prozent mehr. 

Im Juli 2023 stellte das NIF einen neuen Rekord auf: Sie erzielten eine Steigerung von 89 Prozent gegenüber der zugeführten Energie. Darüber hinaus gibt es Hinweise in den Berechnungen des Labors, dass bei 2 weiteren Zündungen im Juni und September sogar mehr Energie erzeugt werden konnte als die Laser zur Verfügung gestellt hatten, aber nicht genug, um eine Zündung zu bestätigen. Die Wissenschaftler*innen wollen jetzt weiter an der Verbesserung dieser Ergebnisse arbeiten.

Das NIF beherbergt derzeit zwar den größten Laser der Welt, dieser wurde 1992 aber eigentlich für andere Zwecke gebaut. Das Gelände soll zur Erforschung von Atomwaffen dienen, nachdem die USA zuvor praktizierte unterirdische Waffentests eingestellt hatte. Nun sollen noch bessere Laseranlagen entwickelt werden, um die Fusionsreaktionsforschung zu verbessern. Dafür will das amerikanische Energieministerium neue finanzielle Mittel bereitstellen. 3 neue Forschungszentren sollen damit in den kommenden 4 Jahren gebaut werden. 

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USA wirbt um Partner*innen bei Kernfusion

Die neu gewonnenen Erkenntnisse werden bereits jetzt zur Weiterentwicklung von Waffen genutzt. Aber sie wecken auch Hoffnungen auf Kernfusion als Quelle von sauberer Energie. 

Beim Klimagipfel COP28 in Dubai forderte US-Außenminister John Kerry daher nach neuen internationalen Partnerschaften im Bereich Kernfusion. So will er Entwicklungen in diesem Bereich weiter vorantreiben.